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Department of Physics, NTHU
國立清華大學物理系
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清大物理系郭瑞年教授、台大物理系洪銘輝教授及中研院物理所李尚凡研究員的 合作團隊在拓樸絕緣體最新研究發表於頂尖期刊「自然通訊」

   

 清大物理系郭瑞年教授合作團隊於拓樸絕緣體在自旋電子學的新發現發表於頂尖期刊《自然通訊 (Nature Communications)》


 

 近年來,拓樸絕緣體的特性已經獲得理論與實驗學家的證實(2016年物理諾貝爾獎)。其特殊表

 

面電子態與與電子自旋-動量鎖定的特性,導致無耗散自旋傳輸,在自旋電子學的發展和應用上

 

產生重大影響。在發展自旋電子學的道路上,如何操縱自旋流來控制磁性元件向來是一重要的課

 

題。自旋流可從拓樸絕緣體這類量子材料的表面態藉由與鐵磁材料介面的交換耦合效應而產生。

 

因此,了解拓樸表面態的自旋傳輸特性是實現拓樸絕緣體在自旋電子學應用上的第一步。


 

由清大物理系郭瑞年教授、台大物理系洪銘輝教授以及中研院物理所李尚凡研究員組成的合作團

 

隊,利用鐵磁共振技術,發現了拓樸絕緣體Bi2Se3和磁性絕緣體Y3Fe5O12間的強交換耦合作用。

 

這項研究明確顯示出拓樸表面態如何影響磁性材料的磁矩動力,在低溫下更表現出拓樸絕緣體的

 

磁鄰近效應的特徵,為拓樸表面態自旋傳輸及自旋幫浦效應提供重要的物理圖象。此項突破的關

 

鍵在於由郭瑞年與洪銘輝教授領導團隊所製備的高品質樣品,為後續測量工作提供近於理想的材

 

料系統。此外,博士生范姜宇廷同學改良了李尚凡研究員的先進低溫高頻量測系統,並精確地探

 

測低溫下樣品的鐵磁共振特性。在團隊間教授、學生們的通力合作下,從最初的拓樸絕緣體與磁

 

性薄膜的材料開發、量測技術的建立,到觀察到令人振奮的實驗結果,經過四年的努力,近期將

 

研究成果發表在《自然通訊(Nature Communications)》期刊上。在拓樸物質研究領域中,此著

 

作是首次完全由台灣研究團隊完成並發表在自然期刊系列。

 

NATURE COMMUNICATIONS | DOI: 10.1038/s41467-017-02743-2

Published online Jan. 15, 2018

 

 

 

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